KR20020020852A - 릴리이프 밸브 - Google Patents

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구오마오잉
쯔찌야히데끼
나가따기요까즈
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이또 노부에이
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Abstract

릴리이프 밸브(1)의 볼 지지 부재(4)의 플랜지(4A)와, 슬리브 부재(7)의 내주면의 사이에, 오리피스(11)를 형성함으로써, 볼 지지 부재(4)의 동작을 안정화하고, 시트 구멍(6B)의 하류의 챔버(9)에 압력을 높여, 릴리이프 밸브(1)의 오버 라이드 특성을 향상시킨다.

Description

릴리이프 밸브{RELIEF VALVE}
본 발명은 릴리이프 밸브에 관한 것이다.
일본 특허청이 1996년에 발행한 일본 특허 공개 (평)8-42513호에는 파워 스티어링 장치의 유량 제어 밸브에 조립된 릴리이프 밸브가 개시되어 있다.
도10은 이 유량 제어 밸브(200)를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 릴리이프 밸브(250)는 유량 제어 밸브(200)의 스풀(201) 내에 조립되어 있다.
펌프 포트(P)로부터 스풀(201)의 선단측의 공급실(202)에 공급된 작동유는, 오리피스(203)로부터 작동유 공급구(204)를 통하여 파워 스티어링 장치에 공급된다. 작동유 공급구(204)측의 유압(오리피스(203)의 하류의 유압)은, 스풀(201)의 기단부측의 유량 제어 스프링실(205)에 도입된다. 스풀(201)은 공급실(202)의 유압(오리피스(203)의 상류의 유압)에 의한 추력과, 이 유량 제어 스프링실(205)에구비된 스프링(206)의 탄성력 및 유량 제어 스프링실(205)의 압유에 의한 반력의 밸런스에 의해 동작한다. 펌프 회전 속도 상승에 의한 오리피스(203)의 상하류의 압력 차이가 크게 되면, 공급실(202)의 유압에 의한 추력이 반력을 상회하고, 스풀(201)이 기단부 방향(도10의 좌측 방향)으로 이동하고, 공급실(202)이 탱크 포트(T)와 연통한다. 이로써, 펌프 포트(P)로부터 유량의 일부가 탱크로 복귀하고, 유량이 제어된다.
파워 스티어링 장치측의 부하가 높아지고, 작동유 공급구(204)의 유압이 급격이 증가하는 경우에, 압력 제어 스프링실(205)의 유압이 릴리이프 밸브(250)의 설정 압력을 상회하면, 릴리이프 밸브(250)가 압력을 받아 개방되고, 압력 제어 스프링실(205)의 유압이 탱크 포트(T)로 릴리이프된다. 이로써, 스풀(201)은 기단부 방향으로 이동하고, 공급실(202)의 유압은 탱크 포트(T)로 릴리이프되며, 공급압력이 허용 압력을 넘어 증대하는 것이 방지된다.
그러나, 상기 릴리이프 밸브(250)에서는, 볼(251)을 지지하는 볼 지지 부재(252)와, 밸브 구멍(253)의 내주면의 사이에 큰 간극이 존재하기 때문에, 릴리이프 밸브(250)가 개방할 때, 리턴 스프링(254) 등의 기울기와, 유동 횡력의 영향에 의해, 가동 부재(볼(251) 및 볼 지지 부재(252))가 횡방향으로 진동하기 쉽다.
또한, 이와 같은 릴리이프 밸브(250)에서는, 가동 부재가 압력을 받아 개방되어가는 과도기적인 상태에서, 가동 부재의 동작이 불안정하게 되는 채터링에 의해, 이상음이 발생한다. 시트 오리피스(255)의 직경을 축소하면, 이 채터링을 억제할 수 있지만, 이 방법으로는 압력 손실이 증대하고, 릴리이프 밸브(250)의 오버라이드 특성(설정 압력과 크랙킹 압력의 차이의 특성)이 악화되고 만다.
따라서, 본 발명의 목적은 릴리이프 밸브에 있어서 가동 부재의 동작을 안정화시켜 채터링을 방지함과 함께 오버 라이드 특성을 향상시키는 것이다.
도1은 본 발명의 릴리이프 밸브가 적용된 베인 펌프의 단면도.
도2는 도1의 A-A 단면도.
도3은 유량 제어 밸브 및 릴리이프 밸브의 단면도.
도4는 도3과 유사한 본 발명의 제2 실시 형태를 나타낸 도면.
도5a는 본 발명의 제3 실시 형태의 릴리이프 밸브의 단면도이고, 도5b는 도5a의 B-B 단면도.
도6a는 본 발명의 제4 실시 형태의 릴리이프 밸브의 단면도이고, 도6b는 도6a의 C-C 단면도.
도7은 도3과 유사한 본 발명의 제5 실시 형태를 나타낸 도면.
도8은 도3과 유사한 본 발명의 제6 실시 형태를 나타낸 도면.
도9는 도3과 유사한 본 발명의 제7 실시 형태를 나타낸 도면.
도10은 종래 기술의 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 릴리이프 밸브
4: 가동 부재
4A: 플랜지
5: 볼
6:시트
6B: 시트 구멍
7: 슬리브 부재
11: 간극
73: 홈
84: 관통 구멍
이하에 각 실시 형태에 있어서, 본 발명의 릴리이프 밸브는 베인 펌프로부터 파워 스티어링 장치로의 작동유 공급량을 제어하는 유량 제어 밸브내에 조립된다.
도1 및 도2는 베인 펌프(20)를 도시한 것이다. 베인 펌프(20)의 구성은 각 실시 형태에서 공통이다.
베인 펌프(20)는 본체(21), 커버(22), 샤프트(23), 로터(24) 캠 링(25) 및 측판(26)을 구비한다.
샤프트(23)는 본체(21)내에 설치되는 로터(24)의 구동축이고, 본체(21)에서 회전 가능하게 지지된다. 샤프트(23)는 도시하지 않은 자동차의 엔진에 연결되어, 엔진의 회전에 의해 회전한다.
로터(24)는 타원형의 내벽을 갖는 캠링(25)의 내측에 배치된다. 또한, 로터(24)는 커버(22)와 측판(26)에 협지된다.
로터(24)의 외주부에는 복수의 베인(27)이 방사상으로 조립된다. 베인(27)은 로터(24)로부터 출입할 수 있다. 더욱이, 로터(24)가 회전하면, 베인(27)은 원심력에 의해 선단부가 캠 링(25)의 내주면에 접촉할 때까지 나온다. 이로써, 각 베인(27)의 사이에 펌프실이 형성되어, 로터(24)의 회전과 함께 확대 및 수축한다.
이들 펌프실은, 확대 행정에서는 탱크(도시하지 않음)에 연통하는 저압 통로(28)로부터 작동유를 흡입한다. 한편, 수축 행정에서는, 고압 통로(29)에 작동유를 토출한다. 고압 통로(29)는, 후술할 유량 제어 밸브(30)을 거쳐서 도시하지 않는 파워 스티어링 장치에 연통한다.
도3에는 본 발명의 제1의 실시 형태의 유량 제어 밸브(30)와 유량 제어 밸브(30)에 조립된 릴리이프 밸브(1)의 구성을 나타낸 것이다.
엔진이 저속 회전할 때에는, 파워 스티어링 장치에 공급되는 작동유량을 엔전 회전 속도의 상승과 함께 증대할 필요가 있다. 한편, 엔진이 고속 회전할 때에는, 파워 스티어링 장치로의 작동유 공급량을 엔진 회전 속도가 상승하여도 증가하지 않도록 제한할 필요가 있다. 유량 제어 밸브(30)는 이와 같은 유량 제어를 위해 구비되어 엔진 회전 속도(베인 펌프(30)의 회전 속도)가 상승해 온 경우에는, 필요한 작동유 공급량을 초과하는 작동유를 드레인시킨다.
유량 제어 밸브(30)는 베인 펌프(20)의 본체(21)에 형성된 미끄럼 이동 구멍(31)에 미끄럼 이동이 자유롭게 수용되는 스풀(40)을 구비한다. 미끄럼 이동 구멍(31)의 개구 단부측에는 커넥터(32)가 나사 장착된다. 커넥터(32)의 중공부는 도시하지 않은 파워 스티어링 장치로의 작동유 공급구(32A)이다.
커넥터(32)의 저부에는 플러그(33)가 취부되어 있다. 플러그(33)에는 개구가 형성되어 있다. 이 개구를 스풀(40)의 축부(41)가 관통하고, 축부(41)의 외주부와 개구의 내주부의 간극이 오리피스(33A)로 된다.
스풀(40)의 축부(41)에는 선단부로부터 순서대로 대직경부(41A),대직경부(41A)보다도 직경이 작은 소직경부(41B)가 형성된다. 이로써, 개구의 내측에 대직경부(41A)가 있는 지 또는 소직경부(41B)가 있는 지에 따라 오리피스(33A)의 개구 면적이 변화한다.
이 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 스풀(40)의 축부(41)에 의해 오리피스(33A)의 개구 면적을 가변하지만, 후술하는 바와 같이(도9의 실시 형태 참조), 이 오리피스(33A)의 개구 면적을 변하게 하는 부재를 유량 제어 밸브(30)로부터 분리하여, 오리피스(33A)의 개구 면적을 변하게 하는 부재를 솔레노이드로 구동하도록 하여도 좋다. 이로써, 오리피스(33A)의 개구 면적을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
작동유 공급구(32A)(오리피스(33A)의 하류)는, 연통로(37)를 거쳐서 후술할 유량 제어 스프링실(35)과 연통한다. 연통로(37)와 작동유 공급구(32A)의 사이에는 오리피스(38)가 형성되고, 연통로(37)와 유량 제어 스프링실(35)의 사이에는 오리피스(39)가 형성되어 있다.
스풀(40)의 축부(41)의 기단부측에는 접촉 계단부(42)가 형성된다. 접촉 계단부(42)의 직경은 플러그(33)의 개구의 직경보다도 크다. 이로써, 스풀(40)이 선단부측(도면의 좌측)으로 이동하고, 접촉 계단부(42)의 단부면(42A)가 플러그(33)와 접촉하고 있을 때에는, 오리피스(33A)가 접촉 계단부(42)에 의해 폐쇄된다.
스풀(40)의 접촉 계단부(42)의 기단부측에는, 미끄럼 이동부(랜드부)(43)가 형성된다. 미끄럼 이동부(43)는 미끄럼 이동 구멍(31)의 내주면을 따라 미끄럼 이동한다. 미끄럼 이동 구멍(31)의 내부는, 이 미끄럼 이동부(43)에 의해 스풀(40)의 선단부측(도면의 좌측)의 공급실(34)(오리피스(33A)의 상류)과, 스풀(40)의 기단부측(도면의 우측)의 유량 제어 스프링실(35)로 구획된다.
스풀(40)의 미끄럼 이동부(43)보다도 기단부측은, 미끄럼 이동부(43)보다도 소직경의 기단부(44)로 되어 있다. 이 기단부(44)의 외주부에는, 유량 제어 스프링(36)이 배치된다. 유량 제어 스프링(36)의 기부가 미끄럼 이동 구멍(31)의 저부에 접촉하고, 유량 제어 스프링(36)은 스풀(40)을 항상 선단 방향(도3의 좌측 방향)으로 압박한다.
미끄럼 이동 구멍(31)의 측면에는, 베인 펌프(20)의 고압 통로(29)에 연통하는 펌프 포트(P)와, 탱크에 연통하는 탱크 포트(T)가 개구되어 있다. 펌프 포트(P)는 미끄럼 이동 구멍(31)의 개구 단부의 부근에 위치하고, 공급실(34)에 항상 연통한다. 탱크 포트(T)는 펌프 포트(P)보다도 미끄럼 이동 구멍(31)의 안쪽(도면의 우측)에 위치하고, 스풀(40)의 이동에 의해서, 공급실(34)과 연통, 비연통하고, 연통시의 연통 면적이 절환된다.
스풀(40)에는 릴리이프 밸브(1)가 조립된다.
릴리이프 밸브(1)는, 유량 제어 밸브(30)에 있어서 압력 제어가 행해질 때에 파일럿 밸브로서 작용한다. 즉, 파워 스티어링 장치에 큰 부하가 걸려 작동유 공급구(33A)의 압력이 급증한 경우에는, 유량 제어 밸브(30)느, 베인 펌프(20)로부터의 공급 압력을 저하시키는 압력 제어 밸브로서도 작용한다. 릴리이프 밸브(1)는, 이와 같은 압력 제어에 있어서, 작동유 공급구(33A)의 압력 상승시에, 유량 제어 밸브(30)를 절환시키는 밸브로서, 유량 제어 밸브(30)의 스풀(40)에 조립되어 있다.
릴리이프 밸브(1)는 스풀(40)의 기단부측에 개구하는 밸브 구멍(2)에 조립된는, 리턴 스프링(3), 볼 지지 부재(4), 볼(5), 밸브 시트(6) 및 슬리브 부재(7)을 구비한다.
슬리브 부재(7)는 밸브 구멍(2)의 개구 단부측의 내주면에 고정된다. 밸브 시트(6)는 슬리브 부재(7)의 내주면(7A)에 고정 설치된다. 밸브 시트(8)의 동축상에는 시트 오리피스(6A)가 형성되고, 이 시트 오리피스(6A)의 하류측 단부는 시트 구멍(6B)으로 되어 있다. 또한, 밸브 구멍(2)의 개구 단부(시트 오리피스(6)의 상류)에는 필터(8)가 취부되어 있다.
볼(5)과 볼 지지 부재(4)는 밸브 시트(6)의 하류측(도3의 좌측)에 배치된다. 볼 지지 부재(4)의 외주부에는 리턴 스프링(3)이 구비되어 있다. 리턴 스프링(3)은 볼 지지 부재(4)의 플랜지(4A)와 밸브 구멍(2)의 저면의 사이에서, 볼 지지 부재(4)를 항상 밸브 시트(6)의 방향으로 압박한다.
볼(5)은 볼 지지 부재(4)에 의해 지지되고, 리턴 스프링(3)의 탄성력에 의해 밸브 시트(6)의 시트 구멍(6B)에 압박되어, 시트 구멍(6B)을 폐쇄하고 있다. 유량 제어 밸브(30)의 유량 제어 스프링실(35) 내부의 유체 압력이 리턴 스프링(3)의 탄성력을 초과하면 볼(5)이 밀려 내려가고, 시트 오리피스(6A) 및 시트 구멍(6B)로부터 밸브 구멍(2)의 내부로 작동유가 도입된다.
볼 지지 부재(4)의 볼(5)측의 단부에는 플랜지(4A)가 형성된다. 플랜지(4A)는 밸브 구멍(2)의 내부를 챔버(9)와 압력 제어 스프링실(10)로 구획한다.
플랜지(4A)와, 플랜지(4A)의 측방향까지 연장하는 슬리브 부재(7)의 내주면(7A)의 사이에는 오리피스로서의 간극(11)이 형성된다. 도3에는, 이해하기 쉽게 하기 위해 간극(11)을 크게 도시하고 있지만, 간극(11)은 볼 지지 부재(4)의 동작에 충분한 감쇠 효과를 줄 수 있도록 충분히 좁은 간극, 바람직하게는 직경 방향의 폭이 플랜지(4A)의 외경의 1/20 이하로 설정된다.
이 간극(11)의 존재에 의해, 릴리이프 밸브(1)에 있어서, 오버 라이드 특성을 저하시키지 않고, 볼 지지 부재(4) 및 볼(5)의 동작을 안정화시킬 수 있고, 채터링에 의한 소음 발생을 억제할 수 있다. 간극(11)의 폭(직경 방향의 폭)을 플랜지(4A)의 외경의 1/20 이하로 하면 충분한 감쇠 효과를 얻을 수 있는 것은 실험 및 해석에 의해 확인되어 있다.
압력 제어 스프링실(10)은 복수의 유로(12)와 외주 홈(13)을 거쳐서 탱크 포트(T)에 연통되어 있다. 외주 홈(13)은 스풀(40)의 미끄럼 이동부(43)의 외주부에 형성되는 환상의 홈이다.
다음에 작용을 설명한다.
도시하지 않은 엔진을 시동하면, 엔진 회전에 부응하여 베인 펌프(20)이 회전하고, 유량 제어 밸브(30)의 공급실(34)에는 펌프 포트(P)로부터 작동유가 공급된다. 이 작동유는 오리피스(33A)를 거쳐서 작동유 공급구(32A)로 유동하고, 파워 스티어링 장치에 공급된다. 이와 같이 하여, 펌프 회전 속도가 저속이고 파워 스티어링 장치로의 작동유 공급량이 작은 경우에는, 작동유 공급량이 펌프 회전 속도에 비례하여 증대한다.
이러한 경우, 공급실(34)(오리피스(33A)의 상류)과 작동유 공급구(32A)(오리피스(33A))의 압력의 차이는, 오리피스(33A)의 개구 면적과, 오리피스(33A)를 통과하는 유량에 의해 결정되고, 베인 펌프(20)의 회전 속도가 상승하여 오리피스(33A)를 통과하는 유량이 증대함에 따라서 크게 된다.
유량 제어 밸브(30)의 압력 제어 스프링실(35)에는, 오리피스(38), 유로(37), 오리피스(39)를 거쳐서 작동유 공급구(32A)의 유압이 도입된다. 베인 펌프(20)의 회전 속도가 증대하여 오리피스(33A)의 상류와 하류의 압력 차이가 증대하면, 스풀(40)은 유량 제어 스프링(36)에 저항하여 기단부 방향(도면의 우측 방향)으로 이동한다. 즉, 오리피스(33A)의 통과 유량이 증대하여, 스풀(40)을 기단부 방향으로 이동시킬려고 하는 추력(공급실(34)의 압력(P1)과 스풀(40)의 공급실(34)측의 압력 수용 면적(1)의 곱)이 스풀(40)을 선단부 방향(도면의 좌측 방향)으로 밀어낼려는 반력(유량 제어 스프링(36)의 탄성력(F)과, 유량 제어 스프링실(35)의 압력(P2)과 스풀(40)의 유량 제어 스프링실(35)측의 압력 수용 면적(A2)의 곱(P2 X A2)의 합)을 상회하여, 스풀(40)이 기단부 방향으로 후퇴한다.
스풀(40)의 후퇴에 의해 공급실(34)은 탱크 포트(T)와 연통한다. 이로써, 펌프 포트(P)로부터 공급된 작동유의 일부가 탱크 포트(T)로 릴리이프되어, 펌프 회전 속도가 상승하여도, 파워 스티어링 장치로의 작동유 공급량의 증대가 억제된다. 또한, 스풀(40)의 대직경부(41A)가 오리피스(33A) 내에 이동하면, 오리피스(33A)의 개구 면적이 협소하게 되어 파워 스티어링 장치로의 작동유 공급량이 더욱 억제된다. 이와 같이 하여, 펌프 회전 속도에 따라서 파워 스티어링 장치로의 작동유 공급량이 제어된다.
또한, 공급실(34)의 압력은 다음과 같이 제어된다. 예컨대, 파워 스티어링 장치측으로부터의 역행 등에 의해, 작동유 공급구(32A)의 압력이 급격하게 높아지는 경우에는, 이 압력은 오리피스(38), 유로(37), 오리피스(39)를 거쳐서 유량 제어 스프링실(35)로 전달된다. 이로써, 유량 제어 스프링실(35)의 압력이 증대하여 릴리이프 밸브(1)의 설정 압력을 초과하면, 릴리이프 밸브(1)가 압박받아 개방되어 유량 제어 스프링실(35)과 탱크 포트(T)가 연통한다. 즉, 리턴 스프링(3)의 탄성력에 저항하여 볼(5) 및 볼 지지 부재(14)가 압박받아 개방되고, 유량 제어 스프링실(35)의 유압이 필터(8), 시트 오리피스(6A), 시트 구멍(6B), 챔버(9), 오리피스로서의 간극(11), 압력 제어 스프링실(10), 유로(12) 및 외주 홈(13)을 거쳐서, 탱크 포트(T)로 릴리이프된다. 이러한 결과, 유량 제어 스프링실(35)의 압력은 탱크 압력까지 저하하여, 스풀(40)이 도면의 우측 방향으로 크게 후퇴한다. 이로써, 공급실(34)의 공급 압력은 탱크 포트(T)로 릴리이프되어 과도하게 되어버리지 않도록 제어된다. 또한, 오리피스(33A)의 개구 면적이 대직경부(41a)에 의해 협소해져서, 파워 스티어링 장치측으로 유입하는 유량이 제한된다.
릴리이프 밸브(1)는 압력 제어에 있어서 이와 같이 기능하지만, 본 실시의 형태에는, 볼 지지 부재(4)의 플랜지(4A)의 폭을 확대함으로써, 플랜지(4a)와 슬리브 부재(7)의 내주면(7A)과의 사이에 간극(11)이 형성된다. 따라서, 이 간극(11)을 작동유가 통과할 때의 저항(압력 손실) 및 감쇠력에 의해 오버 라이드가 개선되어, 볼 지지 부재(4)의 동작이 안정해지고, 채터링을 억제할 수 있다. 즉, 볼 지지 부재(4)의 축방향 및 횡방향의 진동을 억제하고, 이 진동에 수반하는 이상음의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 간극(11)에 의해, 챔버(9)(릴리이프 밸브(1)의 시트 구멍(6B)의 하류)에는 압력이 발생하며, 더욱이 유량의 증대와 수반하여 이 압력이 증가하기 때문에, 릴리이프 밸브(1)의 오버 라이드 특성(릴리이프 밸브(1)의 설정 압력과 크랙킹 압력과의 차이의 특성)이 향상한다.
도4에는 제2 실시 형태가 도시되어 있다.
제2 실시 형태는 제1 실시 형태와 이하에 기재한 점에서 다르다.
제2 실시 형태의 슬리브 부재(7)는 제1 의 실시 형태와 비교하여 짧고, 볼 지지 부재(4)의 플랜지(4A)의 측방향까지 연장하지 않는다. 그 대신에, 플랜지(4A)의 측방향에 위치하고, 밸브 구멍(2)에는 안내 요부(62A)가 형성되어, 플랜지(4A)와 안내 요부(62A)의 사이의 간극(63)이 오리피스로서 기능한다. 도4에는 이해하기 쉽도록 간극(63)을 크게 도시하지만, 간극(63)은 볼 지지 부재(4)의 동작(진동)에 충분한 감쇠 효과를 줄 수 있도록 충분히 좁고, 직경 방향의 폭이 바람직하게는 플랜지(A)의 외형의 1/20 이하로 설정된다.
따라서, 제2 실시 형태는 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 내는 것 이외에, 슬리브 부재(61)의 내직경과 플랜지(4A)의 외직경을 간극(63)을 형성하는 관계로 조정할 필요가 없기 때문에, 설계의 자유도가 높아질 수 있다.
또한, 밸브 구멍(2)에는 안내 요부(62A)를 반드시 형성할 필요가 없고, 밸브 구멍(12)의 내주면과 플랜지(4A)의 사이에 간극(63)을 형성하여도 좋다.
도5는 제3 실시 형태의 릴리이프 밸브(1)를 도시한 것이다. 도5b는 도5a의 B-B 단면도이다.
제3 실시 형태는, 이하에 기재한 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 제3 실시 형태에서도 릴리이프 밸브(1)는 상기 제1 실시 형태와 동일하게 유량 제어 밸브(30)의 스풀(40)에 조립되어 있다.
제3 실시 형태에서는, 볼 지지 부재(4)의 플랜지(4A)는, 축방향으로 폭이 넓게 되는 것과 함께 그 외주면이 슬리브 부재(7)의 내주면(7A)에 미끄럼 접촉한다. 플랜지(4A)의 외주면에는, 볼 지지 부재(4)의 축방향으로 연장하는 복수의 홈(73)(본 실시의 형태에서는 90도의 간격으로 형성된 4개의 절결부)이 형성되고, 이들 홈(73)이 오리피스로서 기능한다. 홈(73)은 볼 지지 부재(4)의 동작(진동)에 충분한 감쇠 효과를 줄 수 있는 폭 및 깊이로 설정된다.
이들 홈(73)에 의해 제3 실시 형태에서도 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다. 또한, 플랜지(4A)는 슬리브 부재(7)의 내주면(7A)에 접촉하고 있기 때문에, 볼 지지 부재(4)의 횡방향의 진동은 완전하게 방지된다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 홈(73)은 플랜지(4A)의 외주면을 절결하여 형성되기 때문에, 성형이 용이하고 또한 정확한 가공을 하기 쉽고, 감쇠력 설정의 정밀도를 높일 수 있다. 더욱이, 홈(73)은 플랜지(4A)의 외주면에 형성되고 있기 때문에, 리턴 스프링(3)의 단부에 의해 폐쇄되어버리지 않는다.
도6a는 제4 실시 형태를 도시한 것이다. 도6b는 도6a의 C-C 단면도이다.
제4 실시 형태는 제1의 실시 형태와 이하에서 기재한 점에서 상이하다. 제4실시 형태에 있어서도 릴리이프 밸브(1)는 유량 제어 밸브(30)의 스풀(40)에 조립된다.
제4 실시 형태에서는, 볼 지지 부재(4)의 플랜지(4A)는, 축방향으로 약간 폭이 넓어지는 동시에 그 외주면이 슬리브 부재(7)의 내부면(7A)에 완전하게 미끄럼 접촉한다. 플랜지(4A)의 외주면에는, 압력 제어 스프링실(10)측에 개구하는 복수의 요부(83)가 형성된다. 더욱이, 각 요부(83)의 내측 부분에, 플랜지(4A)를 축방향으로 관통하는 구멍(84)이 형성된다. 이 관통 구멍(84)이 오리피스로서 기능한다. 관통 구멍(84)의 단면적은 볼 지지 부재(4)의 동작(진동)에 충분한 감쇠 효과를 줄 수 있는 크기로 설정된다.
관통 구멍(84)에 의해 제4 실시 형태에서도 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다. 또한, 플랜지(4A)는 슬리브 부재(7)의 내주면(7A)에 접촉하고 있기 때문에, 볼 지지 부재(4)의 횡방향의 진동은 완전하게 방지된다. 또한, 오리피스가 플랜지(4A)를 관통하는 관통 구멍(84)으로서 형성되기 때문에, 성형이 용이하고, 또한 정확한 가공을 하기 쉽고, 감쇠력 설정의 정밀도를 높일 수 있다. 더욱이, 관통 구멍(84)은 오목부(83)의 내측에 형성되어 있기 때문에, 리턴 스프링(3)을 플랜지(4)의 단부에 설치한 경우에도, 리턴 스프링(3)의 단부에 의해 폐쇄되어버리지 않는다.
도7은 제5 실시 형태를 도시한 것이다.
제5 실시 형태는 이하에서 기재한 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 다른 구성은 동일하다.
제5 실시 형태에서는, 압력 제어 스프링실(10)과 외주 홈(13)을 유로(12)로 하지 않고, 오리피스(93)로 연통하도록 하고 있다.
이로써, 릴리이프 밸브(1)가 압박되어 개방될 때에는, 오리피스(93)를 통하는 유동에 의해, 압력 제어 스프링실(10) 내에 적절한 배압을 발생시킴으로써, 에어의 혼입의 영향을 억제하고, 압력 제어 스프링실(10) 내에서의 캐비테이션 발생을 방지할 수 있다. 또한, 볼 지지 부재(4)의 작동이 안정하고, 채터링에 의한 이상음 발생을 저감할 수 있다. 더욱이, 시트 구멍(6B)의 하류의 압력 제어 스프링실(10)에 압력이 발생하기 때문에, 오버 라이드 특성을 향상시킬 수 있다.
도8은 제6 실시 형태를 도시한 것이다.
제6 실시 형태는, 상기 제5 실시 형태(도7)에 의한 압력 제어 스프링실(10)과 외주홈(13)을 오리피스로 연통하는 구성에 있어서, 플랜지(4A)의 외주부에 절결 형상의 오리피스(103)를 형성하는 것이다.
즉, 제6 실시 형태에서는, 볼 지지 부재(4)의 플랜지(4A)를, 슬리브 부재(7)의 내주면(7A)에 미끄럼 접촉시킴과 동시에, 플랜지(4A)의 외주부에 절결 형상의 오리피스(103)를 형성하고 있다. 오리피스(103)의 단면적은 볼 지지 부재(4)의 동작(진동)에 충분한 감쇠 효과를 줄 수 있는 크기로 설정된다.
또한, 압력 제어 스프링실(10)과 외주 홈(13)은 오리피스(104)를 거쳐서 연통하도록 되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 지지 부재(4)의 횡방향의 진동을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
도9는 제7 실시 형태를 도시한 것이다.
제7 실시 형태는, 릴리이프 밸브(1)의 구성은 제1의 실시 형태와 동일하지만, 펌프 포트(P)와 파워 스티어링 장치로의 작동유 공급구(120)의 사이의 오리피스(118)의 개구 면적을 솔레노이드 밸브(110)에 의해 가변으로 하는 점에서 제1 실시 형태와 다르다.
유량 제어 밸브(20)의 스풀(40)은, 미끄럼 이동 구멍(31)에 미끄럼 접촉하는 미끄럼 접촉부(43)의 선단부측에 소직경의 선단부(46)를 구비한다. 펌프 포트(P)는 이 선단부(46)의 측방향으로 개구한다. 또한, 탱크 포트(T)는, 미끄럼 접촉부(43)의 측방향에 개구하고, 스풀(40)이 후퇴한 때에 선단부(46) 측에 개구하고, 펌프 포트(P)로부터의 유체의 일부가 탱크 포트(T)에 릴리이프된다.
파워 스티어링 장치로 연통하는 작동유 공급구(120)와 펌프 포트(P)의 사이에는, 솔레노이드 밸브(110)가 배치된다. 솔레노이드 밸브(110)는, 외주부에 코일(111)이 배치된 고정 철심(112)과, 외주부에 가동 철심이 배치된 로드(114)를 구비한다. 로드(114)는 축수용부(115, 116)를 거쳐서 축방향으로 미끄럼 이동이 자유롭게 지지되고, 코일(111)로의 통전에 의해 구동괸다. 로드(114)의 선단부는, 교축 형성된 시트의 개구에 결합한다. 이 로드(114)의 외주 부분이 오리피스(118)로 되고, 로드(114)의 전진 및 후퇴에 의해 오리피스(118)의 개구 면적이 가변된다.
이와 같은 구성에 의해, 펌프 포트(P)와 작동유 공급구(120)의 사이의 오리피스(118)의 개구 면적의 제어를 보다 정밀하게 행할 수 있다.
더욱이, 상기 각 실시의 형태는 가능하다면 임의로 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 별개의 구성에 의해 릴리이프 밸브의 시트 구멍의 하류에 오리피스를 형성하여도 좋다.
또한, 상기 각 실시예의 형태에서는, 본 발명의 릴리이프 밸브를 파워 스티어링 장치에 유압 공급하는 베인 펌프의 유량 제어 밸브에 적용하였지만, 본 발명은 이와 같은 형태에 한정되는 것은 아니고, 어떠한 용도에 사용되는 릴리이프 밸브에 대해서도 유효한 것이다.
이상 설명한 본 발명에 의하면, 릴리이프 밸브에 있어서 가동 부재의 동작을 안정화시켜 채터링을 방지함과 함께, 오버 라이드 특성을 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 시트 구멍(6B)을 갖는 밸브 시트(6)와,
    상기 시트 구멍(6B)을 개폐하는 볼(5)과,
    상기 볼(5)을 지지하는 가동 부재(4)와,
    상기 가동 부재(4)를 수용하는 수용부(7)와,
    상기 시트 구멍(6B)의 하류에 형성되고, 상기 가동 부재(4)의 진동을 감쇠하고, 채터링의 발생을 억제하는 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오리피스는 상기 가동 부재(4)와 상기 수용부(7)의 내주면의 간극(11)인 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가동 부재(4)는 원형 단면의 플랜지(4A)를 더 포함하고, 상기 오리피스는 상기 플랜지(4A)와 상기 수용부(7)의 내주면의 간극(11)이고, 상기 간극(11)의 반경 방향의 폭은 상기 수용부(7)의 직경의 1/20 보다 작은 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가동 부재(4)는 상기 수용부(7)의 내주면에 미끄럼 접촉하고, 상기 오리피스는 상기 가동 부재(4)의 외주면과, 상기 수용부(7)의 내주면의 어느 쪽에 형성되는 홈(73)인 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가동 부재(4)는 상기 수용부(7)의 내주면에 미끄럼 접촉하고, 상기 오리피스는 가동 부재(4)를 관통하는 관통 구멍(84)인 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가동 부재(4)에 설치되는 리턴 스프링(3)을 포함하고, 상기 가동 부재(4)의 리턴 스프링(3)이 설치된 측에 요부(83)가 형성되고, 상기 요부(83)에 상기 관통 구멍(84)이 개구하는 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 관통 구멍(6B)의 하류에 상기 리턴 스프링(3)을 수용하는 스프링실(10)과, 상기 스프링실(10)과 탱크 포트(T)의 사이의 제2 오리피스(93)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
  8. 제1항에 있어서, 상기 밸브 시트(6)의 시트 구멍(6B)의 상류에 제3의 오리피스(6A)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴리이프 밸브.
  9. 펌프로부터 부하 회로에 공급하는 유량을 제어하는 유량 제어 밸브에 있어서,
    릴리이프 밸브(1)를 포함하고, 상기 릴리이프 밸브(1)는,
    시트 구멍(6B)을 갖는 밸브 시트(6)와,
    상기 시트 구멍(6B)을 개폐하는 볼(5)과,
    사기 볼(5)을 지지하는 가동 부재(4)와,
    상기 가동 부재(4)를 수용하는 수용부(7)와,
    상기 시트 구멍(6B)의 하류에 형성되고, 가동 부재(4)의 진동을 감쇠하고, 채터링의 발생을 억제하는 오리피스를 포함하고,
    상기 릴리이프 밸브(1)는 부하 회로측의 압력 상승시에 개방하고, 펌프로부터의 유체의 일부를 탱크 포트(T)로 릴리이프하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  10. 제9항에 있어서, 상기 오리피스는 상기 가동 부재(4)와 상기 수용부(7)의 내주면의 간극(11)인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  11. 제9항에 있어서, 상기 가동 부재(4)는 원형 단면의 플랜지(4A)를 더 포함하고, 상기 오리피스는 상기 플랜지(4A)와 상기 수용부(7)의 내주면의 간극(11)이고, 상기 간극(11)의 반경 방향의 폭은 상기 수용부(7)의 직경의 1/20 보다 작은 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  12. 제9항에 있어서, 상기 가동 부재(4)는 상기 수용부(7)의 내주면에 미끄럼 접촉하고, 상기 오리피스는 상기 가동 부재(4)의 외주면과, 상기 수용부(7)의 내주면의 어느 쪽에 형성되는 홈(73)인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  13. 제9항에 있어서, 상기 가동 부재(4)는 상기 수용부(7)의 내주면에 미끄럼 접촉하고, 상기 오리피스는 가동 부재(4)를 관통하는 관통 구멍(84)인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  14. 제9항에 있어서, 상기 가동 부재(4)에 설치되는 리턴 스프링(3)을 포함하고, 상기 가동 부재(4)의 리턴 스프링(3)이 설치된 측에 요부(83)가 형성되고, 상기 요부(83)에 상기 관통 구멍(84)이 개구하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  15. 제9항에 있어서, 상기 관통 구멍(6B)의 하류에 상기 리턴 스프링(3)을 수용하는 스프링실(10)과, 상기 스프링실(10)과 탱크 포트(T)의 사이의 제2 오리피스(93)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  16. 제9항에 있어서, 상기 밸브 시트(6)의 시트 구멍(6B)의 상류에 제3의 오리피스(6A)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  17. 제9항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 스풀(40)을 사이에 두고 형성되는 공급실(34)과 유량 제어 밸브실(5)과,
    상기 유량 제어 스프링실(35)에 설치되고, 상기 스풀(40)을 공급실(34)의 방향으로 압박하는 유량 제어 스프링(36)을 포함하고,
    상기 공급실(34)에는 펌프 압력이 도입되어 상기 공급실(34)로부터 공급 오리피스(33A)를 거쳐서 부하 회로로의 공급구(32A)에 작동유가 공급되고,
    상기 공급 오리피스(33A)의 하류의 압력이 상기 유량 제어 스프링실(35)에 도입되고,
    상기 스풀(40)이 상기 유량 제어 스프링실(35)의 방향으로 후퇴하면 상기 공급실(34)이 탱크 포트(T)와 연통하고,
    상기 릴리이프 밸브(1)는 상기 스풀(40)의 상기 유량 제어 스프링실(35)측에 조립되고,
    상기 릴리이프 밸브(1)가 개방하면 상기 유량 제어 스프링실(35)과 탱크 포트(T)가 연통하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
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